2.1.1共价键 导学案-2025-2026学年高二化学人教版选择性必修2

第2章 分子结构与性质 第一节 共价键 第1课时 共价键 导学案 班级： 姓名： 一、学习目标 1.从原子轨道重叠的视角认识共价键本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像、符号等正确表征H₂、Cl₂、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。 2.知道σ键和π键的区别和特征，能说明C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂等分子的成键类型。 二、学习任务 任务一：复习回顾化学键 1．NaCl和HCl的性质差异大，请用电子式描述NaCl和HCl的形成过程，从微粒间相互作用的角度解释NaCl和HCl性质差异大的原因。 NaCl的形成过程： HCl的形成过程： 解释NaCl和HCl性质差异大的原因： 2．钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从元素电负性的差别来理解么？完成下列表格。 元素 Na Cl H Cl 电负性 电负性之差（绝对值） 结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的是　　　　　；而　　　　　　是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。 【例1】从电负性的角度来判断下列元素的原子之间易形成共价键的是( ) A.Na和Cl B.H和F C.K和F D.Ca和O 3．共价键的形成：原子间通过___________所形成的相互作用 任务二：从共用电子对的视角分析共价键 1. 共价键 定义:原子间通过 电子对所形成的相互作用叫做共价键。 本质:共价键形成的原因是成键原子相互接近，原子轨道发生 ，自旋方向 的未成对电子形成共用电子对。 形成元素:通常电负性相同或差值较小的 原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于 的金属与非金属原子之间形成共价键。 2.共价键的特征——饱和性 (1) 共价键的 （电子配对原理）：一个原子有几个 ，便和几个 电子配对成键，形成几个共价键，这就是共价键的饱和性。原子的未成对电子数决定分子的组成。 【思考】：N2、O2、F2分子中N、O、F原子为什么是2个，不是3个？ 形成 键 形成 键 形成 键 任务三：从原子轨道重叠的视角理解共价键 1.共价键的特征——方向性 (1) 共价键的________（最大重叠原理）：两个原子轨道重叠 ，两核间电子的概率密度 （共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成），形成的共价键越 ，分子越稳定。共价键的 方向性 决定了共价化合物的 立体构型。 【问题1】如何通过原子轨道知识进一步理解H2中共价键的形成？ 【注意】s-s σ键没有方向性，因此所有的共价键都具有饱和性，但并不是所有的共价键都具有方向性。 【问题2】如何通过原子轨道知识进一步理解HCl中共价键的形成？ 【问题3】如何通过原子轨道知识进一步理解HCl中共价键的形成？ 2.共价键的类型 (1)σ 键 ① σ键的重叠方式：两原子在成键时，原子轨道沿键轴以“ ”的方式发生轨道的重叠。 ②σ键的种类： a．s-s σ键：由两个 原子轨道重叠形成的σ键，如H—H。 b．s-p σ键：由一个 原子轨道和一个 原子轨道重叠形成的σ键，如H—Cl。 c．p-p σ键：由两个 原子轨道重叠形成的σ键，如Cl—Cl。 ③σ键的特征： 以形成 的两个原子核的连线为轴做 操作，共价键电子云的 ，这种特征称为 。 形成σ键的原子轨道的重叠程度较大，因此σ键具有较强的稳定性。 【例2】σ键的常见类型有s-s, s-p, p-p，请指出下列分子σ键所属类型： A、HBr B、NH3 C、F2 D、H2 (2)π键 p轨道和p轨道除能形成σ键外，还能形成π键——由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 ①π键的重叠方式：由两个原子的p电子“ ”重叠而成。形成π键时原子轨道重叠程度比σ键_________，故π键不如σ键__________。 ②π键的特征：每个π键的电子云由 组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为 ，这种特征称为 。以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子 单独旋转（若旋转则会破坏π键）。 【问题】已知氮分子的共价键是三键，能否用原子轨道重叠来解释其共价键的形成过程？ 【方法总结】 判断σ键、π键的一般规律： 1 s-s电子、s-p电子只形成 键；p-p电子既形成 键，又形成 键；且 p-p电子先形成 键，后形成 键。 ② 两原子成共价键时，先形成 键，然后才能形成 键 【注意】σ键可以单独存在；π键不能单独存在 【思考】观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。 (1)乙烷分子中由 个σ键组成；乙烯分子中由 个σ键和 个π键组成；乙炔分子中由 个σ键和 个π键组成。 (2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？ （3）在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键吗？ 【对应练习】 1.在下列分子中①HF ②Br2 ③H2O ④N2 ⑤CO2 ⑥H2 ⑦H2O2 ⑧HCN （1）分子中只有σ 键的是： （2）分子中含有π键的是： （3）分子中所有原子均满足最外层8电子结构的是： （4）分子中含有s-s σ键的是： （5）分子中含有s-p σ 键的是： （6）分子中含有p-p σ键的是： 2.下列不属于共价键成键因素的是（ ） A.共用电子对在两原子核之间出现概率高 B.共用的电子必须配对 C.成键后体系能量降低，趋于稳定 D.两原子体积大小要适中 3.下列说法对σ键和π键的认识不正确的是（ ） A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键 B.s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的 C.p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的 D.含有π键的分子在发生化学反应时，π键是反应的积极参与者 4.π键上的π电子在吸收紫外光后会被激发，从而可以阻挡紫外光。下列物质可能成为防晒霜的有效成分的是（ ） A.甘油 B.过氧化氢 C.重水 D.对氨基苯甲酸 5.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是（ ） A.4个σ键，1个π键 B.11个σ键，3个π键 C.4个σ键，3个π键 D.9个σ键，5个π键 第 1 页 （共 4 页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 分子结构与性质 第一节 共价键 第1课时 共价键 导学案 班级： 姓名： 一、学习目标 1.从原子轨道重叠的视角认识共价键本质，知道共价键具有饱和性和方向性，能用模型、图像、符号等正确表征H₂、Cl₂、HCl等简单分子中原子轨道的重叠方式。 2.知道σ键和π键的区别和特征，能说明C₂H₆、C₂H₄、C₂H₂等分子的成键类型。 二、学习任务 任务一：复习回顾化学键 1．NaCl和HCl的性质差异大，请用电子式描述NaCl和HCl的形成过程，从微粒间相互作用的角度解释NaCl和HCl性质差异大的原因。 NaCl的形成过程： HCl的形成过程： 解释NaCl和HCl性质差异大的原因： NaCl是由Na⁺与Cl⁻通过静电引力形成离子键，而HCl是分子内H与Cl通过共用电子对形成极性共价键，二者微粒间作用的强度差异极大，导致性质截然不同。 2．钠和氯通过得失电子同样是形成电子对，为什么这对电子不被钠原子和氯原子共用形成共价键而形成离子键呢？你能从元素电负性的差别来理解么？完成下列表格，与同学交流你的结论。 元素 Na Cl H Cl 电负性 0.9 3.0 2.1 3.0 电负性之差（绝对值） 2.1 0.9 结论：当元素的电负性相差很大，化学反应形成的电子对不会被共用，形成的是　离子键　　　　； 而　共价键　　　　　是元素的电负性相差不大的原子之间形成的化学键。 【例1】从电负性的角度来判断下列元素的原子之间易形成共价键的是( B ) A.Na和Cl B.H和F C.K和F D.Ca和O 3．共价键的形成：原子间通过_共用电子对__________所形成的相互作用 任务二：从共用电子对的视角分析共价键 1. 共价键的定义:原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。 本质:共价键形成的原因是成键原子相互接近，原子轨道发生重叠，自旋方向相反的未成对电子形成共用电子对。 形成元素:通常电负性相同或差值较小的非金属元素原子之间形成共价键，大多数电负性之差小于1.7的金属与非金属原子之间形成共价键。 2.共价键的特征——饱和性 (1) 共价键的__饱和性_（电子配对原理）：一个原子有几个_未成对电子，便和几个___自旋状态相反的_____________ 电子配对成键，形成几个共价键，这就是共价键的饱和性。原子的未成对电子数决定分子的组成。 【思考】：N2、O2、F2分子中N、O、F原子为什么是2个，不是3个？ 形成 三 键 形成 双键 键 形成 单 键 任务三：从原子轨道重叠的视角理解共价键 1.共价键的特征——方向性 (1) 共价键的___方向性_______（最大重叠原理）：两个原子轨道重叠越多，两核间电子的概率密度越大（共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成），形成的共价键越牢固，分子越稳定。共价键的 方向性 决定了共价化合物的 立体构型。 【问题1】如何通过原子轨道知识进一步理解H2中共价键的形成？ 【注意】s-sσ键没有方向性，因此所有的共价键都具有饱和性，但并不是所有的共价键都具有方向性。 【问题2】如何通过原子轨道知识进一步理解HCl中共价键的形成？ 【问题3】如何通过原子轨道知识进一步理解HCl中共价键的形成？ .共价键的类型 (1)σ 键 ① σ键的重叠方式：两原子在成键时，原子轨道沿键轴以“头碰头”的方式发生轨道的重叠。 ②σ键的种类： a．s-s σ键：由两个__s____原子轨道重叠形成的σ键，如H—H。 b．s-p σ键：由一个___s__原子轨道和一个___P__原子轨道重叠形成的σ键，如H—Cl。 c．p-p σ键：由两个_P____原子轨道重叠形成的σ键，如Cl—Cl。 ③σ键的特征： 以形成__σ键（化学键）________的两个原子核的连线为轴做__旋转____操作，共价键电子云的_图形不变____，这种特征称为___轴对称________。 形成σ键的原子轨道的重叠程度较大，因此σ键具有较强的稳定性。 例1.σ键的常见类型有s-s, s-p, p-p，请指出下列分子σ键所属类型： A、HBr s-p B、NH3 s-p C、F2 P-p D、H2 s-S (2)π键 p轨道和p轨道除能形成σ键外，还能形成π键——由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 ①π键的重叠方式：由两个原子的p电子“___肩并肩____”重叠而成。形成π键时原子轨道重叠程度比σ键______小____，故π键不如σ键__牢固________。 ②π键的特征：每个π键的电子云由 两块组成，分别位于由两原子核构成平面的两侧，如果以它们之间包含原子核的平面为镜面，它们互为__镜像_____，这种特征称为__镜面对称__________。以形成π键的两个原子核的连线为轴，任意一个原子不能单独旋转（若旋转则会破坏π键）。 【问题】已知氮分子的共价键是三键，能否用原子轨道重叠来解释其共价键的形成过程？ 两个氮原子（ 和 ）相互靠近时，会发生两种不同类型的轨道重叠，形成1 个 σ 键 + 2 个 π 键，共同构成三键。 【方法总结】 判断σ键、π键的一般规律： 1 s-s电子、s-p电子只形成σ键；p-p电子既形成σ键，又形成π键；且 p-p电子先形成σ键，后形成π键。 ② 两原子成共价键时，先形成σ键，然后才能形成π键 【注意】【注意】σ键可以单独存在；π键不能单独存在 【例4】观察下图乙烷、乙烯和乙炔分子的结构，并回答下列问题。 (1)乙烷分子中由7个σ键组成；乙烯分子中由5个σ键和1个π键组成；乙炔分子中由3个σ键和2个π键组成。 (2)乙烯和乙炔的化学性质为什么比乙烷活泼？ 乙烯的碳碳双键含1个π键，乙炔的碳碳三键中含2个π键，π键原子轨道重叠程度小，不牢固，容易断裂，而乙烷中没有π键，σ键牢固，不易断裂。 （3）在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键吗？ 稀有气体的单质分子中不含化学键；其他气体单质分子中一定含有σ键，可能含有π键。 【对应练习】 1.在下列分子中①HF ②Br2 ③H2O ④N2 ⑤CO2 ⑥H2 ⑦H2O2 ⑧HCN （1）分子中只有σ 键的是： （2）分子中含有π键的是： （3）分子中所有原子均满足最外层8电子结构的是： （4）分子中含有s-s σ键的是： （5）分子中含有s-p σ 键的是： （6）分子中含有p-p σ键的是： 2.下列不属于共价键成键因素的是（ D ） A.共用电子对在两原子核之间出现概率高 B.共用的电子必须配对 C.成键后体系能量降低，趋于稳定 D.两原子体积大小要适中 3.下列说法对σ键和π键的认识不正确的是（ C ） A.分子中只要含有共价键，则至少含有一个σ键 B.s-s σ键、p-p σ键与s-p σ键都是轴对称的 C.p-p σ键和p-p π键的重叠方式是相同的 D.含有π键的分子在发生化学反应时，π键是反应的积极参与者 4.π键上的π电子在吸收紫外光后会被激发，从而可以阻挡紫外光。下列物质可能成为防晒霜的有效成分的是（ D ） A.甘油 B.过氧化氢 C.重水 D.对氨基苯甲酸 5.丁烯二酸(HOOCCH==CHCOOH)分子结构中含有σ键、π键的个数分别是（ B ） A.4个σ键，1个π键 B.11个σ键，3个π键 C.4个σ键，3个π键 D.9个σ键，5个π键 第 1 页 （共 4 页） 学科网（北京）股份有限公司 $